Respaldo y recuperación en ambientes VMware con Avamar 6.0

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1 Informe técnico Respaldo y recuperación en ambientes VMware con Avamar 6.0 Análisis detallado Resumen Dado el ritmo cada vez más rápido de la implementación de ambientes virtuales en la nube de la compañía, los requerimientos de protección de estos ambientes se identifican rápidamente como el cuello de botella para la expansión de la implementación. En este informe técnico, se destacan varias características nuevas de EMC Avamar 6.0 diseñadas específicamente para mejorar en gran medida las funciones y el rendimiento de la protección de datos de VMware. Con estas características, EMC Avamar posibilita la expansión rápida y constante de los ambientes de nube requerida por la demanda de ITaaS (TI como servicio). Octubre 2011

2 Copyright 2011 EMC Corporation. Todos los derechos reservados. EMC considera que la información de esta publicación es precisa en el momento de su publicación. La información está sujeta a cambios sin previo aviso. La información contenida en esta publicación se proporciona tal como está. EMC Corporation no se hace responsable ni ofrece garantía de ningún tipo con respecto a la información de esta publicación y específicamente renuncia a toda garantía implícita de comerciabilidad o capacidad para un propósito determinado. El uso, la copia y la distribución de cualquier software de EMC descrito en esta publicación requieren una licencia de software correspondiente. Para obtener una lista actualizada de nombres de productos de EMC, consulte las marcas comerciales de EMC Corporation en EMC.com. VMware es una marca registrada de VMware, Inc. Las demás marcas comerciales que aparecen en este documento son propiedad de sus respectivos dueños. Número de referencia h8945 2

3 Tabla de contenido Resumen... 4 Público... 5 Introducción... 5 Avamar: Protección de datos eficaz para ambientes de VMware Respaldo y restauración en el sistema huésped... 6 Respaldo y recuperación de imagen... 7 Administración de protección de datos de máquinas virtuales: Integración con vcenter de Avamar Conclusión Referencias

4 Resumen El crecimiento exponencial de los ambientes de nube plantea numerosos desafíos para los administradores de respaldo de TI, y el aspecto que presenta mayores dificultades para este crecimiento es el área de respaldo y recuperación. Si bien la tecnología de virtualización optimiza el uso de los recursos físicos mediante los servidores físicos, en última instancia, los recursos y las aplicaciones subyacentes disponibles para proteger con eficacia estos ambientes pueden limitar la expansión planificada desde una perspectiva de capacidad de administración de la protección de datos. En la actualidad, los ambientes virtuales generalmente contienen cientos, o miles, de máquinas virtuales. Con la menor cantidad de máquinas virtuales que hemos visto en el pasado, el escenario de protección de datos se puede considerar relativamente manejable; sin embargo, dados los mayores recuentos de máquinas virtuales que existen en la actualidad, la protección de datos del ambiente no es una tarea fácil. Es un desafío formidable lograr el equilibrio entre los límites del crecimiento de las máquinas virtuales, debido a los requerimientos de protección de datos y los requerimientos de expansión solicitados por las unidades de negocio a los administradores de la nube. Con frecuencia, el ambiente continúa creciendo, pero algunas partes quedan desprotegidas o protegidas con procesos que están lejos de ser ideales. El sistema y software de respaldo con deduplicación EMC Avamar, junto con el uso de VADP (API de vstorage para la protección de datos) de VMware, aborda y elimina estas restricciones para los ambientes de VMware. La tecnología de deduplicación de datos de Avamar se integra de forma uniforme en los ambientes virtuales y ofrece funciones rápidas de respaldo mediante la característica CBT (Changed Block Tracking) de la API. El proceso de CBT, recientemente introducido en Avamar 6.0, ahora se aprovecha para acelerar también el proceso de restauración. En algunos ambientes de nube de VMware, los administradores han utilizado opciones de almacenamiento basado en NAS o iscsi de menor costo para el almacenamiento de los VMDK. Con esta nueva versión, Avamar puede ampliar el conjunto de características de respaldo y recuperación a las áreas de almacenamiento de datos que residen en plataformas NAS o iscsi. El proceso comprobado de deduplicación de Avamar, junto con estas últimas mejoras, reduce considerablemente la cantidad de datos que atraviesan la red física y virtual, como también la cantidad de datos que se almacenan físicamente, lo que se traduce en ahorros de capital generados y beneficios operacionales para la protección de los ambientes virtualizados y sus datos. 4

5 Público En este informe técnico se supone que el lector tiene un conocimiento general de las tecnologías y los conceptos básicos relativos a EMC Avamar y VMware; los destinatarios son ingenieros de sistemas, arquitectos técnicos, especialistas en implementación, consultores técnicos y personas interesadas en aprovechar la integración de los productos de envío actuales y las tecnologías emergentes. Introducción En este informe técnico, se incluye una descripción general de las características implementadas en Avamar para ofrecer respaldos rápidos, eficaces y seguros de los ambientes virtuales de VMware. Asimismo, se pone especial énfasis en las características de protección de datos de ambientes virtuales que se introdujeron recientemente en Avamar 6.0. Existen básicamente dos métodos de uso de Avamar para realizar respaldos de máquinas virtuales: Respaldo en el sistema huésped Respaldo de imagen mediante las VADP (API de vstorage para la protección de datos). Si bien el respaldo en el sistema huésped puede proporcionar las soluciones necesarias para algunos ambientes virtuales de nube, el respaldo de imagen que aprovecha el conjunto de características de VADP de VMware permite obtener el máximo beneficio al aprovechar Avamar. Esto es especialmente cierto en los ambientes virtuales grandes de nube, donde la escala y las ventanas de respaldo son la preocupación fundamental. En Avamar se pueden ejecutar simultáneamente los respaldos de imagen y en el sistema huésped, lo que brinda a los administradores más flexibilidad y eficacia de implementación en los casos de uso de su ambiente en particular. En este informe técnico nos concentraremos principalmente en las características implementadas mediante VADP para activar los respaldos y las restauraciones de máquinas virtuales mediante imágenes. El lector debe familiarizarse con los siguientes términos, que se usan a lo largo del presente documento en el contexto de respaldo y recuperación. Una VM (máquina virtual) hospeda los datos de producción en su ambiente virtual. Esta solución se sometió a pruebas en un ambiente empresarial, por lo que se utilizó ESX Server como plataforma de VMware. Con la virtualización, los clientes pueden reducir los costos de TI y, a la vez, mejorar la eficacia, la disponibilidad, la flexibilidad y la capacidad de administración de su ambiente. 5

6 Área de almacenamiento de datos es un término de VMware que designa el almacenamiento que se agrega para hospedar los VMFS (VMware File Systems). Los VMFS mantienen todos los archivos necesarios para aprovechar las máquinas virtuales. Un archivo VMDK es un archivo de imagen de VMware que contiene los datos a los cuales obtendrá acceso la aplicación que se ejecuta en esta máquina virtual. Es donde se instalan el sistema operativo y la aplicación, junto con los datos para la aplicación respectiva. CBT (Changed Block Tracking) es una característica nueva de VMkernel que rastrea los bloques de almacenamiento de las máquinas virtuales a medida que cambian con el tiempo. VMkernel rastrea los cambios de los bloques en las máquinas virtuales, lo que mejora el proceso de respaldo en las aplicaciones que se desarrollaron para aprovechar las nuevas API de vstorage de VMware. Las API de vstorage para la protección de datos (VADP) de VMware permiten que el software de respaldo ejecute respaldos centralizados de las máquinas virtuales sin la interrupción ni la sobrecarga que conlleva la ejecución de tareas de respaldo desde el interior de cada máquina virtual. EMC Avamar es una solución de sistema y software de respaldo y recuperación con deduplicación. Incorpora la deduplicación del cliente, que elimina los datos de los flujos de respaldo antes de que atraviesen la red. Se obtienen ahorros en ancho de banda, almacenamiento y ventanas de respaldo. EMC Avamar Data Store es un paquete de soluciones de EMC que combina el software Avamar y el hardware de EMC en una solución preconfigurada y lista para usar que simplifica los pedidos, la instalación y el servicio. Avamar Data Store escala de un solo nodo a una solución de múltiples nodos para satisfacer las necesidades de oficinas remotas y centros de datos. Avamar: Protección de datos eficaz para ambientes de VMware. Respaldo y restauración en el sistema huésped Con la opción de respaldo en el sistema huésped, los agentes clientes se implementan de la misma forma que lo hace una solución Avamar para el respaldo de servidores físicos. El paquete de cliente de Avamar se instala en cada máquina virtual individual y los respaldos se envían al servidor de Avamar mediante la interfaz de red virtual de las máquinas virtuales. Al igual que con los servidores físicos, es posible que deba realizarse una configuración específica mediante los plugins específicos de la aplicación para soportar los diversos respaldos consistentes con la aplicación soportados mediante los agentes instalados en cada cliente. 6

7 Como se muestra en la Figura 1 a continuación, las eficiencias son iguales a las observadas en el respaldo de servidores físicos con Avamar; sin embargo, como es lógico en este caso de uso, los ahorros se obtienen en los recursos virtuales asignados a la máquina virtual, no en los recursos de hardware del cliente físico. Figura 1: Uso de recursos del cliente para el respaldo tradicional frente al respaldo de Avamar Estas son algunas de las ventajas destacadas del conjunto de características en el sistema huésped: El más alto nivel de deduplicación de datos Soporte para el respaldo de aplicaciones dentro de las máquinas virtuales Respaldos consistentes con las aplicaciones Soporte para restauraciones parciales o de archivos Métodos de respaldo idénticos para máquinas físicas y virtuales No se requieren scripts avanzados ni conocimiento del software VMware No se requieren modificaciones en los procedimientos diarios de respaldo Respaldo y recuperación de imagen Con la opción de respaldo de imagen, EMC Avamar se integra con API de vstorage para la protección de datos de VMware, un conjunto de características ubicado dentro del servidor vsphere para descargar la sobrecarga del procesamiento del respaldo del cliente a un servidor proxy de respaldo que se ejecuta como una máquina virtual. Este servidor proxy se puede comunicar con el servidor vcenter para montar una snapshot del VMDK de una máquina virtual determinada a fin de ejecutar el respaldo de imagen de esa máquina virtual. Con este método, la deduplicación se 7

8 proporciona tanto para los archivos como para la imagen.vmdk. La ejecución de un respaldo de imagen de un archivo VMDK, es decir, la capacidad de ejecutar una restauración de bajo nivel reemplazando una instancia de máquina virtual o creando una instancia separada, también es posible y se admite. Las máquinas virtuales protegidas mediante respaldos de imagen en Avamar 6.0 pueden residir en un almacenamiento NFS, iscsi o SAN. Dada la escalabilidad y la gran explosión del tamaño de algunos ambientes de máquina virtual, la carga de trabajo que recibe un servidor proxy puede acumularse rápidamente. En este escenario, la recomendación es provisionar varios servidores proxy para manejar la carga de trabajo combinada y aumentar el paralelismo que se produce cuando se ejecutan procesos de VADP. Con el aprovisionamiento de dos servidores proxy, se puede ejecutar el proceso de VADP en dos máquinas virtuales simultáneamente para el respaldo que ejecuta Avamar. Previamente, el administrador asignó manualmente las máquinas virtuales a servidores de proxy específicos para asegurarse de que la distribución de carga sea equilibrada. Con las últimas mejoras introducidas en Avamar, esta distribución de carga se produce de forma nativa. Avamar ahora utiliza cualquier servidor proxy inrecurso para distribuir automáticamente la carga de trabajo y maximizar el paralelismo durante el proceso de respaldo. Si bien la derivación de la sobrecarga del proceso de respaldo del cliente que se está respaldando a un servidor proxy tiene muchas ventajas, el uso de un servidor proxy solo no genera la eficacia y la inteligencia necesarias para reducir la cantidad de bloques de datos que son escaneados y procesados por ese servidor proxy. A fin de incrementar la eficacia del proceso de respaldo de imagen de VMware, Avamar utiliza completamente la potencia de la característica CBT (Changed Block Tracking) de VADP. Como se muestra en la Figura 2 a continuación, al aprovechar la característica CBT, el proxy de imagen de máquina virtual puede consultar al ambiente vsphere y obtener una lista inteligente de los bloques que se han modificado en una máquina virtual específica desde el último respaldo. Por ende, Avamar solamente escaneará y procesará los bloques incluidos en la lista de bloques modificados proporcionada por el mecanismo CBT de vsphere. Esto reduce considerablemente el tiempo de ejecución del respaldo de una imagen de máquina virtual determinada y constituye el componente fundamental de la capacidad de Avamar para procesar grandes cantidades de máquinas virtuales dentro de una ventana de respaldo determinada. Figura 2: Respaldo de imagen con CBT (Changed-Block Tracking) de Avamar 8

9 Antes de Avamar 6.0, las operaciones de restauración eran una implementación del tipo todo o nada, como se muestra en la Figura 3. Cuando se restauraba una imagen de una máquina virtual determinada desde un respaldo dentro de Avamar, el archivo VMDK completo debía enviarse por la red y restaurarse. No era posible recuperar solamente los bloques individuales modificados desde el último respaldo dentro de esa imagen de máquina virtual. Figura 3: Escenario clásico de restauración de imágenes de máquina virtual (sin CBT) Gracias a Avamar 6.0, el software de Avamar ahora aprovecha el mecanismo CBT para brindar restauraciones más eficaces y rápidas. En este escenario, que se muestra en la Figura 4, Avamar consultará al VADP para determinar qué bloques se modificaron desde el último respaldo, y luego recuperará o reemplazará solamente esos bloques dentro del archivo de imagen de la máquina virtual. Esto reduce el tráfico de transferencia de datos dentro del ambiente de vsphere que atraviesa el cable durante una operación de restauración y, lo que es más importante, reduce el RTO (objetivo de tiempo de recuperación) de una imagen de máquina virtual. Para incrementar aún más esta inteligencia, el software de Avamar evaluará automáticamente la carga de trabajo entre ambos métodos de restauración (restauración de imagen completa o recuperación con CBT) y ejecutará el método que producirá los tiempos de restauración más rápidos. Esto es particularmente útil en un escenario en que la tasa de modificación desde el último respaldo en una máquina virtual que se está respaldando es muy alta y la sobrecarga de una operación de análisis de CBT sería más costosa que una recuperación de imagen completa directa. Avamar decidirá inteligentemente qué método de implementación producirá los tiempos de recuperación de imágenes de máquina virtual más rápidos para su escenario o ambiente en particular. 9

10 Figura 4: Escenario de CBR de restauración de imágenes de máquina virtual de Avamar (con CBT) Estas son algunas de las ventajas destacadas de este conjunto de características para el respaldo de imágenes de VMware: Ofrece respaldos de imágenes completos de máquinas virtuales en funcionamiento. Utiliza un transporte eficaz (agregado en caliente de SCSI), que evita copiar toda la imagen vmdk por la red. Proporciona una restauración de archivos a partir de respaldos de imagen para Windows. Deduplica dentro de todos los archivos.vmdk protegidos por Avamar. Utiliza el CBT para brindar restauraciones y respaldos más rápidos. Reduce el tráfico de red deduplicando y comprimiendo datos. Elimina la necesidad de administrar agentes de respaldo en cada máquina virtual para la mayoría de los escenarios. Aprovecha la distribución de carga de los servidores proxy para lograr paralelismo y brindar un rendimiento superior de respaldo. Administración de protección de datos de máquinas virtuales: Integración con vcenter de Avamar Avamar 6.0 brinda funcionalidades exclusivas de integración con la utilería de administración vcenter de VMware. La integración con las API de vcenter permite a la consola de administración de Avamar consultar de manera rutinaria una sola instancia de vcenter, o un grupo de tales instancias, y proporcionar información clave sobre protección de datos que simplificará la administración de las actividades de respaldo y recuperación. Una de las funciones importantes posibles gracias a esta integración de administración con vcenter, como se muestra en la Figura 5 a continuación, es la capacidad de consultar rápidamente desde la interfaz de usuario el estado actual de protección de cada máquina virtual de un servidor a vcenter, el cual se importa al ambiente Avamar. Esto le evita al administrador de respaldo el problema de tener que correlacionar las políticas de respaldo con las máquinas virtuales creadas 10

11 recientemente que los administradores de aplicaciones están implementando. Lo más probable es que esto se hiciera mediante la correlación cruzada entre la interfaz de usuario de administración de políticas de respaldo y la interfaz de cliente del vcenter de VMware. Ahora, el administrador de respaldo, o incluso el administrador de aplicaciones (con los permisos de administración de Avamar correctos asignados), puede obtener acceso a la interfaz de usuario del administrador de Avamar y asegurarse rápidamente de que las máquinas virtuales recién implementadas estén realmente protegidas conforme a la política, como también saber exactamente qué política las protege. En cuanto a la recuperación, la integración de Avamar con vcenter ofrece al administrador de respaldo la flexibilidad de diferentes opciones de recuperación de máquinas virtuales. Un respaldo de máquina virtual se puede restaurar a la misma instancia de máquina virtual desde la cual se extrajo el respaldo, o bien, se puede ejecutar una restauración redirigida y crear una instancia de máquina virtual totalmente nueva dentro de vcenter. Todos los pasos necesarios para crear la entrada de máquina virtual en vcenter ya se realizaron mediante esta integración con Avamar. Una vez que la recuperación está terminada, el único paso restante es encender la máquina virtual que se creó a partir del proceso de recuperación. Como se muestra en la Figura 6, Avamar incluso brinda la flexibilidad de implementar una restauración redirigida de una máquina virtual en un área de almacenamiento de datos de máquina virtual totalmente diferente. Al implementar estas características, la integración del vcenter de Avamar proporciona al administrador el máximo grado de flexibilidad para cualquier escenario de recuperación. Los beneficios y las características clave de la integración del vcenter de Avamar incluyen los siguientes: Descubrimiento de máquinas virtuales y de sus grupos asociados en la interfaz de usuario de Avamar Capacidad de agregar máquinas virtuales individuales o grupos y definir las políticas de respaldo de imagen o huésped Capacidad de definir varios servidores proxy de imagen de VMware Capacidad de iniciar operaciones de respaldo o restauración de imagen o un sistema huésped de una máquina virtual Capacidad de supervisar operaciones de respaldo y restauración en Activity Monitor Capacidad de visualizar el estado de protección de la máquina virtual (huésped, imagen, ninguno) Vistas simples que indican si las máquinas virtuales se respaldaron o no; y la capacidad simple de corregir al agregar rápidamente las máquinas virtuales no protegidas a un grupo de políticas de respaldo 11

12 Adición automática de la política de respaldo a las máquinas virtuales a medida que se agregan Figura 5: Determinación del método de protección de datos por máquina virtual Figura 6: Capacidad de recuperar archivos.vmdk a otro almacenamiento 12

13 Conclusión Con las crecientes demandas que las nuevas implementaciones de TI como servicio imponen a las infraestructuras virtuales de la nube, la necesidad de proteger los ambientes con alguna clase de esquema de protección de datos sigue estando presente. El uso de métodos tradicionales de respaldo para el ambiente virtual puede ser suficiente al principio; sin embargo, a medida que el ambiente aumenta rápidamente de tamaño, las ventanas de respaldo comienzan a ser prácticamente inmanejables. Avamar ha implementado las características de VMware descritas en este informe técnico y actualmente ofrece a los clientes una solución de respaldo y recuperación más eficiente con VMware. Avamar 6.0 extiende la mejora de la eficiencia del proceso de respaldo para los respaldos de máquina virtual y continúa desarrollando su conjunto de características con opciones de integración más estrecha y procesos de respaldo para el administrador. Gracias a las características detalladas en este informe técnico, EMC Avamar continúa liderando el sector al ofrecer procesos de respaldo y recuperación para ambientes virtuales más eficientes y, sobre todo, más rápidos, lo que posibilita una expansión rentable y sin problemas. Referencias Informe técnico: Protección de datos para ambientes grandes VMware y Vblock con la tecnología aplicada de EMC Avamar Página de productos VMware en VMware.com Página de productos Avamar en EMC.com Powerlink, la extranet de EMC exclusiva para clientes y empleados (se requiere registro). 13

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